JPS5893843A - 繊維強化金属型複合材料及びその製造方法 - Google Patents

繊維強化金属型複合材料及びその製造方法

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JPS5893843A
JPS5893843A JP19192581A JP19192581A JPS5893843A JP S5893843 A JPS5893843 A JP S5893843A JP 19192581 A JP19192581 A JP 19192581A JP 19192581 A JP19192581 A JP 19192581A JP S5893843 A JPS5893843 A JP S5893843A
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JP
Japan
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fiber
composite material
mold
reinforcing
wear
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Pending
Application number
JP19192581A
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English (en)
Inventor
Akiyoshi Morita
章義 森田
Masaaki Tokui
徳井 雅昭
Takashiro Nakagami
中神 香城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isolite Babcock Refractories Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Isolite Babcock Refractories Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複合材料及びそめ製造方法に係り、更に詳細
には繊維強化金属型複合材料及びその製造方法に係る。
複合材料の一つとして、各種の繊維、特にアルミナ繊維
の如き無機質繊維を強化材とし、金属、特にアルミニウ
ム合金の如き軽金属をマトリック     −スとする
繊維強化金属型複合材料は知られており、かかる繊維強
化金属型複合材料によれば比強度や耐摩耗性に優れた部
材を製造することができる。
しかし、上述の如き繊維強化金属型複合材料に於ては、
強化繊維が硬質であるので、強化繊維にて複合強化され
ていないマトリックス金属のみにて構成された部材の場
合に比して、それに当接して相対的に摺動する相手部材
の摩耗最が大きいという問題がある。
本発明は、繊維強化金属型複合材料に於ける上述の如き
不具合に鑑み、自らの耐摩耗性に優れ且相手材に対する
摩擦摩耗特性にも優れた繊維強化金属型複合材料及びそ
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、減摩物質が表面に直接
付着した強化繊維を畔化材とする繊維強化金属型複合材
料、及び強化繊維の表面に減摩物質を蒸着させ、かくし
て処理された強化繊維を所定形状の強化繊維成形体に形
成し、該強化繊維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繊維強化
金属型複合材料のIIl造方法、及び強化繊維集合体を
炭化水素と水素との混合ガス気流中にて加熱することに
より個々の強化繊維の表面に炭素を付着させ、かくして
処理された強化繊維集合体を鋳型内にi!愛し、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繊維
強化金属型複合材料の製造方法によって達成される。
本発明による繊維強化金属型複合材料によれば、強化繊
維の表面に直接付着した自己潤滑性を有する減摩物質が
他の部材との震動面に於て一種の潤滑剤として作用する
ので、自らの耐摩耗性に優れているのみならず、相手材
の摩耗量を低い値に維持することのできる複合材料を得
ることができる。
また本発明による複合材料の製造方法によれば、上述の
如く耐摩耗性及び相手材に対する摩擦−耗特性に優れた
繊維強化金属型複合材料を能率良く低廉に製造すること
ができる。
尚、本発明に於ける減摩物質は、自己m滑性な有し強化
繊維の表面に直接付着し得る物質であれば如何なる物質
であってもよいが、特に上述の前者の複合材料の製造方
法の場合には、比較的沸点が低く蒸着によって強化繊維
の表面に容易に付着させ得る鉛、亜鉛、錫、銅の如き金
属であることが好ましい。また、上述の後者の複合材料
の製造方法に於て使用される炭化水素は、メタン、エタ
ン、プロパンの如き脂肪族炭化水素であることが好まし
い。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
LUL上 繊維径1〜10μ、平均繊維径2.6μのイソライト・
バブコック耐火株式会社親のアルミノシリケート質繊維
(商品名「カオウールJ、47゜awt%Al!01.
52.3豐t%5lot、残部不純物)の繊維集合体5
0gを蒸着炉内に配置し、該蒸着炉内にて個々の繊維の
lN面に亜鉛を難着させ、その繊維集合体を54のコロ
イダルシリカ10%水溶液に加えてよく攪拌し混合した
俵、その混合液より真空濾過成形法により板状の強化繊
維成形体を形成した。
次いでその強化繊維成形体を約150℃にて2時間乾燥
させた後、その強化繊維成形体を高圧鋳造用の鋳型内に
配置し、該鋳型内に760℃に加熱されたアルミニウム
合金(JIS規格AC8A)の溶湯を注湯し、そのai
mを鋳型に液密的に嵌合するプランジャにより500 
kg/ff1lの圧力に加圧し、その加圧状態をアルミ
ニウム合金のIIIが完全に*aするまで保持し、これ
により亜鉛が表面に直接付着したアルミノシリケート質
繊維を強化材とし、アルミニウム合金をマトリックスと
する繊維強化金属型複合材料を得た。
上述の如く製造された繊維強化金属型複合材料の耐摩耗
性及びその゛湘手材に対する摩擦摩耗特性を、従来の同
種の繊維強化金属型複合材料及びマトリックス金属(母
材金属)のみよりなる金属材料の耐摩耗性及び摩擦摩耗
特性と比較すべく、下記の表1に示すブロック試験片と
リング試験片との組合せについて摩耗試験を行なった。
尚、摩耗試験に先たち、各ブロック試験片に対し熱処I
Teを施した。
尚摩耗試験は、オイルバス中にて回転するリング試験片
にブロック試験片を押圧する方式の所謂LFW摩耗試験
機を使用して、下記の表2に示す試験条件にて行なわれ
た。
九り二1匙IL すべり速度:     ’0.31/8eO押圧荷重:
       60kQ オイル:  キャッスルモータオイル5W30試験時間
:      1時間 上述の摩耗試験の結果を第1図に示す。尚第1図に於て
、上半分はブロック試験片の摩耗量(摩耗痕深さμ)を
表しており、下半分は相手材であるリング試験片の摩耗
量(摩耗減量Ig)を表しており、記号A−Dはそれぞ
れ1掲の表1に於ける試験片の組合せA−Dに対応して
いる。
この第1図のグラフより、試験片の組合せC及びDのブ
ロック試験片の摩耗量は組合せA及びBの場合よりも小
さく、また組合せC及びDのリング試験片の摩耗量は組
合せBの場合よりも小さく、特に組合せDのリング試験
片の摩耗量は組合せBの場合よりもはるかに小さく、ま
た組合せへの場合よりも小さいことが解る。従ってこの
摩耗試験の結果より、上述の実施例1による繊維強化金
属型複合材料は、マトリックス金属のみよりなる金属材
料及び従来の同種の繊維強化金属型複合材料に比して自
らの耐摩耗性及び相手材に対する摩擦摩耗特性に優れて
いることが解る。
尚、鉛、錫、銅を減摩物質としアルミノシリケート賀繊
維、結晶質アルミナ繊維を強化繊維とする種々の繊維強
化金属型複合材料にてブロック試験片を形成し、球状黒
鉛鋳鉄、ステンレス鋼にてリング試験片を形成して、種
々のブロック試験片とリング試験片との組合せについて
上述の摩耗試験と同様の摩耗試験を行なったところ、上
述の摩耗試験の結果とほぼ同様の試験結果を得た。
11L 繊維径1〜10μ、平均繊維径2.9μのICI社製の
結晶質アルミナ繊維(商品名「サフイル」95wt%A
l t Os s 5wt%3102)17)繊維集合
体・50gを炭化ケイ素発熱体雰囲気制御電気炉にセッ
トし、メタンと水素との混合ガス(CH4/H! −1
/ 1 ’O’O)の気流中にて1200℃の濃度に5
時間加熱し、個々のアルミナ繊維の表面に炭素を付着さ
せ、かくして処理された繊維集合体を54のコロイダル
シリカ10%水溶液に加えてよく攪拌し混合した後、そ
の混合液より真空濾過成形法により直径7’O1l、高
さ2 ’Ol−の円筒状の強化繊維成形体を形成した。
次いでその強化繊維成形体を約150℃にて2時間乾燥
させた後、その強化繊維成形体を高圧鋳造用の鋳型内に
配冒し、該鋳型内に760℃に加熱されたアルミニウム
合金(、IIs規格AC8A)の溶湯を注濶し、その溶
湯を鋳型に液密的に嵌合するプランジャにより5’0’
Oko/ノの圧力に加圧し、その加圧状態をアルミニウ
ム合金の溶湯が完全に凝固するまで保持し、これにより
炭素が表面に直接付着した結晶質アルミナ繊維を強化材
とし、アルミニウム合金をマトリックスとする繊維強化
金属型複合材料を得た。
上述の如く一造された繊維強化金属型複合材料の耐摩耗
性やその相手材に対する摩擦摩耗特性を従来の同種の繊
維強化金属型複合材料などの耐摩耗性及び−擦摩耗特性
と比較すべく、下記の表3に示すブロック試験片とリン
グ試験片との組合せについて、上述の実施例1の試験条
件と同一の試論条件にて摩耗試験を行なった。
この摩耗試験の結果を上述の実施例1の試験片の組合せ
Aの試験結果と共に第2図に示す。尚第2図に於て、記
号E−Gはそれぞれ1掲の表3に於ける試験片の組合せ
E〜Gに対応している。
この第2図のグラフより、試験片の組合せF及びGのブ
ロック試験片の摩耗量は組合せEの場合と同等若しくは
それより僅かに小さいという程度であるが、特に組合せ
Gのリング試験片の摩耗量は組合せEの場合よりもはる
かに小さく、組合せへの場合と同等であることが解る。
従ってこの摩耗試験の結果より、上述の実施例2による
繊維強化金属型複合材料・も自らの耐摩耗性及び相手材
に対す・る摩擦摩耗特性に優れていることが解る。
111 上述の実施例1に於て使用されたアルミノシリケート質
繊維と同一のアルミノシリケート貿繊維よりなる繊維集
合体50gを実施例2の場合と同様の要領にて電気炉に
セットし、プロパンと水素との混合ガス(Cm H・/
H*−1/1’O’0)の気流中にて1150℃の温度
に3時間加熱し、その個々のアルミノシリケート賀繊維
の表面に炭素を付着させた。次いでかくして処理された
繊維集合体を用いて実施例2の場合と同様の要領にて強
化繊維成形体を形成し、その強化繊維成形体を用いて実
施例2の場合と同様の要領にて、炭素が表面に直接付着
したアルミノシリケート質繊維を強化材とし、アルミニ
ウム合金をマトリックスとする繊維強化金属型複合材料
を得た。
上述の姶く製造された複合材料について下記の表4に示
す試験片の組合せにて、上述の実施例1及び2の場合と
同様の摩耗試験を行なった。
この摩耗試験の結果を前述の実施例1の試験片の組合せ
A及びBの試験結果と共に第3図に示す。
尚第3図に於て、記号H及び■はそれぞれ1掲の表4に
於ける試験片の組合せH及びIに対応している。
この第3図のグラフより、上述の摩耗試験の結果は実施
例2の摩耗試験の結果と同様であり、従ってこの実施例
3による繊維強化金属型複合材料も自らの耐摩耗性及び
相手材に対する摩擦摩耗特性に優れていることが解る。
尚、相手材としてのリング試験片をステンレス鋼にて形
成し、上述の実施例2及び3の摩耗試験と同様の摩耗試
験を行なったところ、それぞれ実施例2及び3の摩耗試
験の結果とほぼ同様の試験結果を得た。
以上に於ては本発明を幾つかの実施例について詳細に説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
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。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図はそれぞれ実施例1〜3による繊維強化
金属型複合材料の耐摩耗性及び相手材に対する摩擦摩耗
特性を検討すべく行なわれた摩耗試験の結果を示すグラ
フである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)減摩物質が表面に直接付着した強化繊維を強化材
    とする繊維強化金属型複合材料。
  2. (2)強化繊維の表面に減摩物質を蒸着させ、かくして
    処理された強化繊維を所定形状の強化繊維成形体に形成
    し、該強化繊維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繊維強化金
    属型複合材料の製造方法。
  3. (3)強化繊維集合体を炭化水素と水素との混合ガス気
    流中にて加熱することにより個々の強化繊維の表面に炭
    素を付着させ、かくして処理された強化繊維集合体を鋳
    型内に配置し、前記鋳型内に博−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
    しつつ凝固させる繊維強化金属型複合材料の製造方法。
JP19192581A 1981-11-30 1981-11-30 繊維強化金属型複合材料及びその製造方法 Pending JPS5893843A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61194135A (ja) * 1985-02-22 1986-08-28 Isolite Babcock Taika Kk 部材の組合せ
JPS61194133A (ja) * 1985-02-22 1986-08-28 Isolite Babcock Taika Kk 部材の組合せ
JPS61194132A (ja) * 1985-02-22 1986-08-28 Isolite Babcock Taika Kk 結晶質アルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料
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JPH0472892B2 (ja) * 1985-02-22 1992-11-19 Isoraito Kogyo Kk
JPH0472893B2 (ja) * 1985-02-22 1992-11-19 Isoraito Kogyo Kk
JPH0475300B2 (ja) * 1985-02-22 1992-11-30

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