JPS59215451A - ガラス繊維強化亜鉛材料 - Google Patents
ガラス繊維強化亜鉛材料Info
- Publication number
- JPS59215451A JPS59215451A JP9114383A JP9114383A JPS59215451A JP S59215451 A JPS59215451 A JP S59215451A JP 9114383 A JP9114383 A JP 9114383A JP 9114383 A JP9114383 A JP 9114383A JP S59215451 A JPS59215451 A JP S59215451A
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- JP
- Japan
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- glass fiber
- zinc
- zinc alloy
- alloy
- glass
- 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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- 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】
本発明はガラス繊維で強化した亜鉛合金に関するもので
ある。
ある。
従来から亜鉛は、融点が低く、シかも鋳造性が良好であ
ることから、鋳物用材料として広く使用されてきた。し
かしながら亜鉛は、密度が０．７１７／ ｃＡ引張強度
が約３５ ｋｑ ／ ｙｍ ”で比強Ｊｑがアルミ合金
等に比べて小さく、シかも熱１１７メ張係数が大きい。
ることから、鋳物用材料として広く使用されてきた。し
かしながら亜鉛は、密度が０．７１７／ ｃＡ引張強度
が約３５ ｋｑ ／ ｙｍ ”で比強Ｊｑがアルミ合金
等に比べて小さく、シかも熱１１７メ張係数が大きい。
それ故９機械構造用材料としての使用には不向きである
。
。
そこで、比強度を高くするために、亜鉛とガラス繊維と
からなる複今月料とするにしても、亜鉛とガラス繊維と
は化学的にほとんど反応しないので。
からなる複今月料とするにしても、亜鉛とガラス繊維と
は化学的にほとんど反応しないので。
該ガラス繊維は、亜鉛母Ｈの強化にあまり役立たないと
いう欠点があった。
いう欠点があった。
本発明は、亜鉛をガラス繊維で強化することにより、そ
の比強度を亮くした繊維強化亜鉛相和を提供することを
目的に為されたものである。
の比強度を亮くした繊維強化亜鉛相和を提供することを
目的に為されたものである。
本発明は、アルミニウム、チタンおよびマグネシウムの
一種あるいは二種以上を合計で０．０１〜０４亜鉛材料
である。
一種あるいは二種以上を合計で０．０１〜０４亜鉛材料
である。
不発明にかかる繊維強化亜鉛材料は、その構成要素であ
るガラス繊維ど亜鉛合金とが化学的に結合しているので
、亜鉛の入からなる君料に比べて。
るガラス繊維ど亜鉛合金とが化学的に結合しているので
、亜鉛の入からなる君料に比べて。
比強度が大きく、熱膨張係数が小さいという機械同造用
材料としての優れた性質を有する。
材料としての優れた性質を有する。
チタンあるいはマグネシウムを一種あるいは二種ｌ以上
添加した亜鉛合金と、ガラス繊維とが混合。
添加した亜鉛合金と、ガラス繊維とが混合。
結合してなるものである。この両者の結合はガラス繊維
の表面を亜鉛合金で適度に還元せしめることによってガ
ラス繊維と亜鉛合金との間に生じさせるもので、ガラス
繊維強化亜鉛材料は、この結合によって亜鉛系材料の強
化を実現したものである。
の表面を亜鉛合金で適度に還元せしめることによってガ
ラス繊維と亜鉛合金との間に生じさせるもので、ガラス
繊維強化亜鉛材料は、この結合によって亜鉛系材料の強
化を実現したものである。
ガラス繊維は、二酸化珪素（ＳｉＯ□）を主成分とする
もので、５ｉＣｈの含有量が３０〜１００ｗｔ％のガラ
ス質物質からなるもので、他成分としてＮａ！０ 、
ＣａＯ、’ Ｎ２０等の酸化物が含まれていてもよい。
もので、５ｉＣｈの含有量が３０〜１００ｗｔ％のガラ
ス質物質からなるもので、他成分としてＮａ！０ 、
ＣａＯ、’ Ｎ２０等の酸化物が含まれていてもよい。
５ｉｎｓの成分が多いほど、該ガラス＃維の強度、融点
が高く、シかも亜鉛合金との結合が強くなる。５ｉ０２
が３Ｑｗｔ、％以下では、油鉛合金赫 との結合が多（、該ガラス繊維による強化が不充分とな
る。該ガラス質物質の軟化温度は亜鉛合金維の直径は約
Ｎ１１ｌｎ以下で、その引張強度は概ね２００〜３００
ｋｑ／ｎ２である。また、ガラス繊維は、長繊維あるい
は長さが約５問以下の短縁マ１ｈでもよく、亜鉛合金と
結合して亜鉛合金を補強するものである。
が高く、シかも亜鉛合金との結合が強くなる。５ｉ０２
が３Ｑｗｔ、％以下では、油鉛合金赫 との結合が多（、該ガラス繊維による強化が不充分とな
る。該ガラス質物質の軟化温度は亜鉛合金維の直径は約
Ｎ１１ｌｎ以下で、その引張強度は概ね２００〜３００
ｋｑ／ｎ２である。また、ガラス繊維は、長繊維あるい
は長さが約５問以下の短縁マ１ｈでもよく、亜鉛合金と
結合して亜鉛合金を補強するものである。
亜鉛合金は本発明にかかるガラス繊維強化亜鉛材料のマ
ドＩＩクスを形成するものである。合金の組成は、主成
分の亜鉛と、添加物としてのア／レミニウム、チタンあ
るいはマグネシウム単独、アルいは、これらの二種以上
である。
ドＩＩクスを形成するものである。合金の組成は、主成
分の亜鉛と、添加物としてのア／レミニウム、チタンあ
るいはマグネシウム単独、アルいは、これらの二種以上
である。
上記添加物の含有量は合計でα０１〜Ｑ、 ４ ｗ ｔ
％である。￥！３添加物は、珪素（８’ｉ）よりも酸化
物形成傾向の強い元素であり、添加元素の含有量が上記
範囲内にあると、ガラスＭ維に含まれている５ｉＯｚが
上記添加元素によって適度に還元される。
％である。￥！３添加物は、珪素（８’ｉ）よりも酸化
物形成傾向の強い元素であり、添加元素の含有量が上記
範囲内にあると、ガラスＭ維に含まれている５ｉＯｚが
上記添加元素によって適度に還元される。
その結果、亜鉛合金とガラス繊維とが化学的に結て繊維
がマトリクスから抜けることがなく、その引張強度は亜
鉛のそれに比べて約４０％向上する。
がマトリクスから抜けることがなく、その引張強度は亜
鉛のそれに比べて約４０％向上する。
添加元素含有量がＯ，０１ｗｔ％未満の場合には。
ガラス線維と亜鉛合金との結合が弱く、該材料の破壊時
にマ） ＋１クスと繊維とが容易にはく離し。
にマ） ＋１クスと繊維とが容易にはく離し。
ガラス繊維は補強材としての効果を発揮しない。
一方、添加元素含有量が０．４ ｗ ４％以上では、ガ
ラス繊維中の５ｉｎ２が過度に還元されて、繊維自体が
破壊される。その結果、ガラス繊維自体の強度が低下し
、補強効果が消滅する。
ラス繊維中の５ｉｎ２が過度に還元されて、繊維自体が
破壊される。その結果、ガラス繊維自体の強度が低下し
、補強効果が消滅する。
上記ガラス繊維と亜鉛合金との容量割合は、ガラス繊維
を１０〜８０容量％とすることが、ガラス繊維で亜鉛合
金を補強するという点から見て望ましい。ガラス繊維の
割合が１０容景％以下では。
を１０〜８０容量％とすることが、ガラス繊維で亜鉛合
金を補強するという点から見て望ましい。ガラス繊維の
割合が１０容景％以下では。
亜鉛合金を強化する効果が現われず、８０容管％以上で
はガラス繊維過多となり、繊維強化合金の製作が困難と
なる。
はガラス繊維過多となり、繊維強化合金の製作が困難と
なる。
さらに、製作の容易さをも考慮すると・ガラス繊維の割
合は、４１０〜６０容量％であることが望ましい。
合は、４１０〜６０容量％であることが望ましい。
上記割合からなるガラス繊維強化亜鉛材料は、ガラス繊
維の表面が亜鉛合金によって覆われ２両者の境界部が化
学的な結合状態にあるため、ガラス繊維によって強化さ
れたものである。
維の表面が亜鉛合金によって覆われ２両者の境界部が化
学的な結合状態にあるため、ガラス繊維によって強化さ
れたものである。
次に、不発明にかかるガラス戦雑強化］■！鉛月料の製
作方法を説明する。
作方法を説明する。
まず、長繊維のガラス繊維を超音波洗浄法等によって洗
浄し、繊維表面に付着し°Ｃいるサイジング剤等の汚れ
を除去する。さらに、このガラス繊維を銅又はセラミッ
クス等でできたボビンに巻きつけ、このボビンを鋳型中
に組みつける。
浄し、繊維表面に付着し°Ｃいるサイジング剤等の汚れ
を除去する。さらに、このガラス繊維を銅又はセラミッ
クス等でできたボビンに巻きつけ、このボビンを鋳型中
に組みつける。
その後該鋳型中に溶融した亜鉛合金を、。加圧して型中
に注入し、放置せしめる。いわゆる加圧鋳造法によるの
がよい。亜鉛合金を加圧することによって、該合金はガ
ラス繊維のすき間に浸入し、ガラス繊維は亜鉛合金中の
添加成分によって適当に遠尤さねる結果、ガラス繊維と
亜鉛合金とが接着する。
に注入し、放置せしめる。いわゆる加圧鋳造法によるの
がよい。亜鉛合金を加圧することによって、該合金はガ
ラス繊維のすき間に浸入し、ガラス繊維は亜鉛合金中の
添加成分によって適当に遠尤さねる結果、ガラス繊維と
亜鉛合金とが接着する。
上記加圧は、鋳型の大きさ、ガラス繊維の太さ。
量によって、−概には決まらないが、１０〜１０００ｋ
ｇ／ ｃｔＡの圧力で注入するのが望ましい。亜鉛合金
） の注入温度は、亜鉛合金の融点Ｌｌ＝５５０℃以下が、
ガラス繊維か軟化せずに、また表面が一度に還元されな
いようにする点から見て、望ましい。
ｇ／ ｃｔＡの圧力で注入するのが望ましい。亜鉛合金
） の注入温度は、亜鉛合金の融点Ｌｌ＝５５０℃以下が、
ガラス繊維か軟化せずに、また表面が一度に還元されな
いようにする点から見て、望ましい。
さらに、該温度の上限は、亜鉛注入時間に余裕を持たせ
るとともに過度の反応による繊維の劣化を生じさせない
ためには、４１８０℃がより望ましい。
るとともに過度の反応による繊維の劣化を生じさせない
ためには、４１８０℃がより望ましい。
以上のようにして亜鉛合金を鋳型中に加圧注入したのち
凝固せしめる。凝固に際しＣは、ガラス繊維の表面が高
温によって劣化しないように、還元反応を行なわせるた
めに、亜鉛合金を加圧注入後。
凝固せしめる。凝固に際しＣは、ガラス繊維の表面が高
温によって劣化しないように、還元反応を行なわせるた
めに、亜鉛合金を加圧注入後。
なるべく短時間で凝固せしめるのが望ましい。
亜鉛合金が凝固したのち、鋳型から取り出すことによっ
て９本発明にかかるガラス繊ホ１１強化亜鉛材料を作る
ことができる。
て９本発明にかかるガラス繊ホ１１強化亜鉛材料を作る
ことができる。
以下、本発明の詳細な説明する。
実施例１
素線直径が１５ ／／ ｍ 、 Ｓ ｉ０２の含有量が
５４ｔｖｔ％、残部がＮａｘＯ，Ｂ２Ｏ５等の酸化物で
あるガラス繊維のヤーンを直径５０ｆｌ、長さ８０絹の
鋼製洗浄し、ガラス繊維の表面に付着しているサイジン
グ剤を除去した。さらに、ガラス繊維間にアセトンを浸
透させて汚れを落したのち、ガラス繊維の体債割合が６
０％となるような空間を作るため（ 次に、第１表の試料番号１〜４に示した亜鉛合金および
比較例としての試料番号ＣＩに示した亜トクレープ中に
入れ、４７０℃の温度に１０分間保持した。
５４ｔｖｔ％、残部がＮａｘＯ，Ｂ２Ｏ５等の酸化物で
あるガラス繊維のヤーンを直径５０ｆｌ、長さ８０絹の
鋼製洗浄し、ガラス繊維の表面に付着しているサイジン
グ剤を除去した。さらに、ガラス繊維間にアセトンを浸
透させて汚れを落したのち、ガラス繊維の体債割合が６
０％となるような空間を作るため（ 次に、第１表の試料番号１〜４に示した亜鉛合金および
比較例としての試料番号ＣＩに示した亜トクレープ中に
入れ、４７０℃の温度に１０分間保持した。
第 １ 表
該容器が十分に加熱されたところで、オートクレーブ中
を真空に引き、該容器を亜鉛合金中に浸？ｊｆＬｆ。そ
の後オートクレーブにアルゴンガスを吹き込み８０に９
７ｃｄに加圧し、１０秒間保持してから、容器を亜鉛合
金から引き上げ加圧状態のままオートクレーブ中の温度
を下げて容器中の亜鉛合金を凝固せしめた。
を真空に引き、該容器を亜鉛合金中に浸？ｊｆＬｆ。そ
の後オートクレーブにアルゴンガスを吹き込み８０に９
７ｃｄに加圧し、１０秒間保持してから、容器を亜鉛合
金から引き上げ加圧状態のままオートクレーブ中の温度
を下げて容器中の亜鉛合金を凝固せしめた。
容器からガラス繊維を６０容量％含んだ亜鉛合較用亜鉛
試料を得た。該月相からワシ維方向の引張＝ 熱膨張係数を測定した。これらの結果を第１表に山す。
試料を得た。該月相からワシ維方向の引張＝ 熱膨張係数を測定した。これらの結果を第１表に山す。
また、破断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、繊
維の抜は現象は発生していなかった。比較用亜鉛試料か
ら切り出した試験片では、繊維の抜は現象が組部された
。
維の抜は現象は発生していなかった。比較用亜鉛試料か
ら切り出した試験片では、繊維の抜は現象が組部された
。
以上の結果から明らかな如く、力゛ラフ・繊維強化高強
度低ｔ＝１４の亜鉛材剥であることがわかる。
度低ｔ＝１４の亜鉛材剥であることがわかる。
実施例２
Ｓｉｎｓを８０％含有し１寸法が実施例１と同様次に、
該ガラスｍ維を、内寸が１６’！ｌ！ＸＩＱｍ×１５０
ｆｌの鋼製有底角パイプ容器中に挿入した。
該ガラスｍ維を、内寸が１６’！ｌ！ＸＩＱｍ×１５０
ｆｌの鋼製有底角パイプ容器中に挿入した。
ガラス繊維の体積は、容器の容積に対して４０％になる
ように、ガラス繊維の介を調節した。その後、該容器を
１２０℃で真空乾燥し、さらにアルゴンガス中で４００
℃に加熱したのち２００℃に加熱した舟底金型に入れ、
第２表の試料番号５〜７に示す成分割合の亜鉛合金をそ
れぞれ別個の上記容器内に注入した。
ように、ガラス繊維の介を調節した。その後、該容器を
１２０℃で真空乾燥し、さらにアルゴンガス中で４００
℃に加熱したのち２００℃に加熱した舟底金型に入れ、
第２表の試料番号５〜７に示す成分割合の亜鉛合金をそ
れぞれ別個の上記容器内に注入した。
第２表
注入後、ただちにプランジャにて５００ｋｑ／ｄの静水
圧をかけて２０秒間保持し、そのままＲ固せ３種類の本
発明にかかるガラス繊維強化亜鉛材料これらの材料の引
張破ｆｌｉ強度、比西、熱膨張係ｖｌを実施例１と同様
の方法で求めた。こ第１らの結果を第２表に示す。また
、−引張破断面を閉微坑で鵜≦石したところ、繊維の抜
は現象は発生していなかった。
圧をかけて２０秒間保持し、そのままＲ固せ３種類の本
発明にかかるガラス繊維強化亜鉛材料これらの材料の引
張破ｆｌｉ強度、比西、熱膨張係ｖｌを実施例１と同様
の方法で求めた。こ第１らの結果を第２表に示す。また
、−引張破断面を閉微坑で鵜≦石したところ、繊維の抜
は現象は発生していなかった。
以上の結果から、二種類の元素を添加した亜鉛合金にお
いても繊維と亜鉛合金とが良好に接着し出 願 人 株式会社 豊田中央４ｉ＋１究所
いても繊維と亜鉛合金とが良好に接着し出 願 人 株式会社 豊田中央４ｉ＋１究所
Claims (3)
- （１）アルミニウム、チタンおよびマグネシウムの一種
または二卵１メ上を合計でα０１〜０．４ ｗ ｔ％１
列部が亜鉛である亜鉛合金と、二酸化硅素を３０〜１０
０ｗｔ％含有するガラス繊維とからなり両者が互いに混
合、結合し、該ガヲス＃！ｌ！維が亜鉛合金を強化して
いることを特徴とするガラス繊維強化亜鉛材料。 - （２）亜鉛合金とガラス繊維との混合割合はガラス繊維
が１０〜ｂ ることを特徴とする特許請求の範囲ｍｆ１１項記載のガ
ラス繊維強化亜鉛材料。 - （３） 亜鉛合金とガラス繊維との混合割合は、ガラ
ス繊維が４０〜６０容量％、残部が亜鉛合金であること
を特徴とする特許請求の範囲第ｆｉ＋項記載のガラス繊
維強化亜鉛月相。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9114383A JPS59215451A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | ガラス繊維強化亜鉛材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9114383A JPS59215451A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | ガラス繊維強化亜鉛材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59215451A true JPS59215451A (ja) | 1984-12-05 |
Family
ID=14018299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9114383A Pending JPS59215451A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | ガラス繊維強化亜鉛材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59215451A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03103334A (ja) * | 1989-06-27 | 1991-04-30 | Shimadzu Corp | 繊維強化金属 |
| DE102012011264A1 (de) * | 2012-06-07 | 2013-12-12 | Technische Universität Dresden | Metallgussverbundbauteil |
-
1983
- 1983-05-23 JP JP9114383A patent/JPS59215451A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03103334A (ja) * | 1989-06-27 | 1991-04-30 | Shimadzu Corp | 繊維強化金属 |
| DE102012011264A1 (de) * | 2012-06-07 | 2013-12-12 | Technische Universität Dresden | Metallgussverbundbauteil |
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