JPS59101271A - 予備成形体の作製方法 - Google Patents
予備成形体の作製方法Info
- Publication number
- JPS59101271A JPS59101271A JP21181482A JP21181482A JPS59101271A JP S59101271 A JPS59101271 A JP S59101271A JP 21181482 A JP21181482 A JP 21181482A JP 21181482 A JP21181482 A JP 21181482A JP S59101271 A JPS59101271 A JP S59101271A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fibers
- powder
- binder
- inorg
- composite material
- 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
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、繊維や粉末と溶融金属とを複合化する際、仁
れら繊維や粉末により予じめ形成されていた形状をその
まま維持した状態で溶融金属と複合化させるための予備
成形体の作製方法に関するものである。
れら繊維や粉末により予じめ形成されていた形状をその
まま維持した状態で溶融金属と複合化させるための予備
成形体の作製方法に関するものである。
これまで繊維や粉末を溶融金屑と複合化するには、合成
樹脂や糊剤等を結合剤として繊維や粉末を所望の嵩密度
や形状を有した予備成形体に成形することが一般にお仁
なわれている（例えば特公昭５１−８７８０８号）。仁
の方法では、金型内に装填された繊維や粉末の成形体に
合成樹脂や糊剤等が残存していることにより溶融金属が
金型内に入った時、合成樹脂や糊剤等が加熱分解され、
ガス発生が起きたり、分解生成物が残留することにより
良質な複合材が形成されにくい問題点があった。
樹脂や糊剤等を結合剤として繊維や粉末を所望の嵩密度
や形状を有した予備成形体に成形することが一般にお仁
なわれている（例えば特公昭５１−８７８０８号）。仁
の方法では、金型内に装填された繊維や粉末の成形体に
合成樹脂や糊剤等が残存していることにより溶融金属が
金型内に入った時、合成樹脂や糊剤等が加熱分解され、
ガス発生が起きたり、分解生成物が残留することにより
良質な複合材が形成されにくい問題点があった。
そのため予備成形体を金型等に入れた状態で結合剤を加
熱により充分除去したのち、溶融金属と複合化する工程
が考えられたが、結合剤の除去に長時間を要し、また結
合剤が除去された後予備成形体の形状が崩れ、所望のも
のが得られ難いうえに、溶融金属が、これら繊維や粉末
に浸透していく過程において、繊維や粉末が移動させら
れるという問題があった。その対策として金型設計時に
この点も考慮した金型にすることが行なオ）れるが、金
型作製費が割高となる。
熱により充分除去したのち、溶融金属と複合化する工程
が考えられたが、結合剤の除去に長時間を要し、また結
合剤が除去された後予備成形体の形状が崩れ、所望のも
のが得られ難いうえに、溶融金属が、これら繊維や粉末
に浸透していく過程において、繊維や粉末が移動させら
れるという問題があった。その対策として金型設計時に
この点も考慮した金型にすることが行なオ）れるが、金
型作製費が割高となる。
本発明は、複合材中に残存しても、複合相の諸物性に悪
影響を与えず、しかも予備成形体の形状を変化させない
結合剤を用いることにより、これらの問題点を解決する
にいたったものである。
影響を与えず、しかも予備成形体の形状を変化させない
結合剤を用いることにより、これらの問題点を解決する
にいたったものである。
即ち本発明は繊維及びまたは粉末と金属または合金を複
合化する前に、該繊維及びまたは粉末を予め無機質の結
合剤を用いて賦形することにより、当初の形状をそのま
ま固定してえられる予備成形体を作製する方法である。
合化する前に、該繊維及びまたは粉末を予め無機質の結
合剤を用いて賦形することにより、当初の形状をそのま
ま固定してえられる予備成形体を作製する方法である。
以下に本発明の詳細な説明する、
本発明に用いられる繊維や粉末は溶融金属と複合化しう
るものであれば限定をうけるものではないが、一般には
金属、半金属単体およびそれらの酸化物、炭化物又は窒
化物の１つ以上により形成されるものである。
るものであれば限定をうけるものではないが、一般には
金属、半金属単体およびそれらの酸化物、炭化物又は窒
化物の１つ以上により形成されるものである。
まｒこ、複合化するための金属としては、溶融法により
成形しうる金属であり、結合剤の融点より低い融点をも
った金属の中から選ばれる。
成形しうる金属であり、結合剤の融点より低い融点をも
った金属の中から選ばれる。
これらの−例としては鉄、ニッケル、銅、鉛、亜鉛、錫
、アルミニウム、マグネシウム及び該金属の合金類が挙
げられる。
、アルミニウム、マグネシウム及び該金属の合金類が挙
げられる。
繊維や粉末により予備成形体を作製するにあたっては、
これらを型枠の中に入れ、無機質の結合剤で結合させる
ことができるが、長繊維の配向方向を決めたり、繊維や
粉末の嵩密度を高くするときは、合成樹脂や糊剤等の結
合剤を用いてもかまわないっこの場合、予備成形体用の
型枠内に所定通り、繊維や粉末を装填したのち、溶剤洗
浄や加熱分解等により合成樹脂や糊剤等を除去し、型枠
内に繊維や粉末を入れたまま、無機質の結合剤を付着さ
せるなどの方法が取り得る。繊維または粉末の成形体に
無機質の結合剤を付着させる方法としては、型枠を無機
質の結合剤の溶液、分散液等に浸漬後、乾燥させるのが
最も簡便な方法である。
これらを型枠の中に入れ、無機質の結合剤で結合させる
ことができるが、長繊維の配向方向を決めたり、繊維や
粉末の嵩密度を高くするときは、合成樹脂や糊剤等の結
合剤を用いてもかまわないっこの場合、予備成形体用の
型枠内に所定通り、繊維や粉末を装填したのち、溶剤洗
浄や加熱分解等により合成樹脂や糊剤等を除去し、型枠
内に繊維や粉末を入れたまま、無機質の結合剤を付着さ
せるなどの方法が取り得る。繊維または粉末の成形体に
無機質の結合剤を付着させる方法としては、型枠を無機
質の結合剤の溶液、分散液等に浸漬後、乾燥させるのが
最も簡便な方法である。
無機質の結合剤は、乾燥後繊維や粉末同志を元の形状の
まま固定し、しかも、複合材中に含まれることによって
複合材の諸物性を低下させることがあってはならない。
まま固定し、しかも、複合材中に含まれることによって
複合材の諸物性を低下させることがあってはならない。
上記条件を満たす結合剤としては、アルミナゾル、シリ
カゾルに代表されるゾル化合物あるいは、水又は有機溶
剤に可溶な金属のハロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩、リン
酸塩、ケイ酸塩、窒化物などが挙げられる。
カゾルに代表されるゾル化合物あるいは、水又は有機溶
剤に可溶な金属のハロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩、リン
酸塩、ケイ酸塩、窒化物などが挙げられる。
複合材中のこれら結合剤の最適濃度は結合剤の種類によ
って異なるが、複合材中に０．０１〜１０重量％、好ま
しくは０．１〜３重量％の範囲になるよう付着させるの
が適当である。複合材中の結合剤の量が１０重量％を越
えると、金属との複合化時にかえって阻害物質となり、
複合化に悪影響を与えたり、複合材の諸物性とくに強度
を低下させる要因となる。また、結合剤の量が０．０１
重量％以下となると結合剤〆しての効果が小さく、好ま
”函七。
って異なるが、複合材中に０．０１〜１０重量％、好ま
しくは０．１〜３重量％の範囲になるよう付着させるの
が適当である。複合材中の結合剤の量が１０重量％を越
えると、金属との複合化時にかえって阻害物質となり、
複合化に悪影響を与えたり、複合材の諸物性とくに強度
を低下させる要因となる。また、結合剤の量が０．０１
重量％以下となると結合剤〆しての効果が小さく、好ま
”函七。
本発明による繊維及びまたは粉末の予備成形体と溶融金
属の複合方法として種々の方法が取り得る。例えば真空
含浸法、ガス加圧含浸法、低圧鋳造法、溶湯鍛造法など
が挙げられる。
属の複合方法として種々の方法が取り得る。例えば真空
含浸法、ガス加圧含浸法、低圧鋳造法、溶湯鍛造法など
が挙げられる。
本発明による結合剤を用いて繊維や粉末の予備成形体を
作製することにより、この成形体を他の支持体等で保持
することなく、溶融金属と複合化することができ、特に
異形体の一部分を繊維で強化する場合などは本発明の効
果を顕著に発揮できる。また複合化時に溶融金属により
繊維又は粉末が押しやられ、それらの偏在することが防
せげるため繊維又は粉末強化金属複合材料の強度のバラ
つき等も小さくなり、製品に対する信頼性が高くなるな
どの効果が認められる。
作製することにより、この成形体を他の支持体等で保持
することなく、溶融金属と複合化することができ、特に
異形体の一部分を繊維で強化する場合などは本発明の効
果を顕著に発揮できる。また複合化時に溶融金属により
繊維又は粉末が押しやられ、それらの偏在することが防
せげるため繊維又は粉末強化金属複合材料の強度のバラ
つき等も小さくなり、製品に対する信頼性が高くなるな
どの効果が認められる。
以下、本発明を実施例により、さらに詳しく説明するが
、本発明は、これによって限定されるものではない。
、本発明は、これによって限定されるものではない。
実施例１
アスベスト布をポリメチルメタアクリレートのジクロロ
メタン溶液中に浸し、乾燥したものを１００ｍＩＸ １
００ｍｍの大きさに切りとり２０枚積層し、熱プレスし
て厚み１０−とシタ。このとき、この板状体に含まれる
アスベストの嵩密度は０．２ ｆ ／ ｃＭであった。
メタン溶液中に浸し、乾燥したものを１００ｍＩＸ １
００ｍｍの大きさに切りとり２０枚積層し、熱プレスし
て厚み１０−とシタ。このとき、この板状体に含まれる
アスベストの嵩密度は０．２ ｆ ／ ｃＭであった。
次に内寸１００ｘ１００ｘｌＯ覇の両端開放の型枠の中
にアスベスト積層体を入れて４００℃、１時間加熱して
ポリメチルメタクリレートを除去した。次にシリカゾル
（シリカ含有率１０ Ｗｔ９６ ）中に浸してのち、１
００℃で乾燥後、さらに６００１：：に加熱して、水分
を完全に除去し、型枠よりアスベスト予備成形体をとり
だした（シリカ付着量１重量％）この予備成形体を深さ
１０ｍ大きさ１００×１００ｍｍの金型をもつ溶湯鍛造
機に装填し、アルミニウム合金であるＡＤＣ１２をマト
リックスとした複合材を作製した。
にアスベスト積層体を入れて４００℃、１時間加熱して
ポリメチルメタクリレートを除去した。次にシリカゾル
（シリカ含有率１０ Ｗｔ９６ ）中に浸してのち、１
００℃で乾燥後、さらに６００１：：に加熱して、水分
を完全に除去し、型枠よりアスベスト予備成形体をとり
だした（シリカ付着量１重量％）この予備成形体を深さ
１０ｍ大きさ１００×１００ｍｍの金型をもつ溶湯鍛造
機に装填し、アルミニウム合金であるＡＤＣ１２をマト
リックスとした複合材を作製した。
この複合材を切断し断面を観察したところアスベスト中
にマトリックス合金はきれいに含浸しており、かつアス
ベストは一部に偏在することなく均一に分布しているの
が認められた。
にマトリックス合金はきれいに含浸しており、かつアス
ベストは一部に偏在することなく均一に分布しているの
が認められた。
比較のためポリメチルメタクリレートで集束したアスベ
スト布偵層体をそのま一溶湯鍛造機金型内に装」真し、
金型内でポリメチルメタクリレートを加熱除去し、ＡＤ
Ｃ−１２と複合化した。この複合材を切断し、断面を観
察したところ、含浸性は良好だったが、アスベストは、
溶湯により一方に押しやられ、一部、マトリックスのみ
の部分が見られた。
スト布偵層体をそのま一溶湯鍛造機金型内に装」真し、
金型内でポリメチルメタクリレートを加熱除去し、ＡＤ
Ｃ−１２と複合化した。この複合材を切断し、断面を観
察したところ、含浸性は良好だったが、アスベストは、
溶湯により一方に押しやられ、一部、マトリックスのみ
の部分が見られた。
実施例２
アルミナ繊維ストランド１０Ｃｒｎ長に切断し、束ねて
から内径２０φの鋼管内にアルミナ繊維束を挿入した。
から内径２０φの鋼管内にアルミナ繊維束を挿入した。
この容積中に占めるアルミナ繊維束の容積の比率は５０
９６であった。
９６であった。
次にアルミナ繊維束を鋼管内に入れたままアルεナゾル
液中に浸して（アルミナ含有率０．１％）風乾後６００
℃に加熱してから鋼管内よりアルミナ繊維束をとりだし
た。このときアルミナ繊維に付着したアルミナは０．６
重量９６であった。
液中に浸して（アルミナ含有率０．１％）風乾後６００
℃に加熱してから鋼管内よりアルミナ繊維束をとりだし
た。このときアルミナ繊維に付着したアルミナは０．６
重量９６であった。
アルミナ繊維の予備成形体は直径２０＋ｍ＋＋、長さ１
００欄の丸棒形状を保持していた。
００欄の丸棒形状を保持していた。
この予備成形体を５００℃に予熱してから、直径２０ｍ
ｍ長さ１０（１＋＋ｍの金型をもつ溶湯鍛造機に装着し
て、アルミニウム（純度９９，９９６）と複合化し、ア
ルミナ繊維強化アルミニウム複合体を得た。
ｍ長さ１０（１＋＋ｍの金型をもつ溶湯鍛造機に装着し
て、アルミニウム（純度９９，９９６）と複合化し、ア
ルミナ繊維強化アルミニウム複合体を得た。
比較のため、金型中に５００℃に予熱した直接繊維束を
装着し同様に複合化したが、繊維束が固定されていない
ために金型中に繊維を装着するのに多大の労力を費し、
また繊維も一部配列が乱れる等の問題が生じていた。
装着し同様に複合化したが、繊維束が固定されていない
ために金型中に繊維を装着するのに多大の労力を費し、
また繊維も一部配列が乱れる等の問題が生じていた。
これらの複合体の引張り強度を測定したところ、本発明
品は８５±８に／−１比較品は−８５±７麺／−で、比
較品は強度のばらつきが大きかった。また２ ０ ｔｔ
ａ （ＨＪ隔で輪切りにし、繊維の存在状態を確認した
ところ、本発明品は均一に分布していたが、比較品は一
部嘩維の偏在している部分が見られ、複合化時に溶湯に
より繊維が初期の場所から移動していた。
品は８５±８に／−１比較品は−８５±７麺／−で、比
較品は強度のばらつきが大きかった。また２ ０ ｔｔ
ａ （ＨＪ隔で輪切りにし、繊維の存在状態を確認した
ところ、本発明品は均一に分布していたが、比較品は一
部嘩維の偏在している部分が見られ、複合化時に溶湯に
より繊維が初期の場所から移動していた。
−二
Claims (1)
- 繊維及びまたは粉末と金属または合金を複合化１′る前
に該繊維及びまたは粉末を予め無機質の結合剤を用いて
賦形することを特徴とする予備成形体の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21181482A JPS59101271A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 予備成形体の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21181482A JPS59101271A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 予備成形体の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59101271A true JPS59101271A (ja) | 1984-06-11 |
Family
ID=16612032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21181482A Pending JPS59101271A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 予備成形体の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59101271A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61249660A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-06 | Toray Ind Inc | プリフオ−ム材 |
| 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 |
| US5097887A (en) * | 1989-09-09 | 1992-03-24 | Metallgesellschaft Aktiengesellschaft | Process of making a pressure-diecast, fiber-reinforced part |
| US5249620A (en) * | 1988-11-11 | 1993-10-05 | Nuovo Samim S.P.A. | Process for producing composite materials with a metal matrix with a controlled content of reinforcer agent |
-
1982
- 1982-12-01 JP JP21181482A patent/JPS59101271A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61249660A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-06 | Toray Ind Inc | プリフオ−ム材 |
| 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 |
| US5249620A (en) * | 1988-11-11 | 1993-10-05 | Nuovo Samim S.P.A. | Process for producing composite materials with a metal matrix with a controlled content of reinforcer agent |
| US5097887A (en) * | 1989-09-09 | 1992-03-24 | Metallgesellschaft Aktiengesellschaft | Process of making a pressure-diecast, fiber-reinforced part |
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